《感知声音》PPT课件

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1、第二讲感知声音人与其它多数动物是通过耳朵感知声音的，那么耳朵感知声音的过程是怎样的？感知声音的主观评价量有哪些？客观测量声音用什么仪器？本讲主要就此做一简介．§2.1人耳的解剖学§2.2声音的感知§2.3声音的主观量§2.4声级计人耳的解剖学人耳构造极其复杂，灵敏程度超过任何人造仪器．它分作三部分：外耳、中耳和内耳．外耳包括耳壳、耳道和鼓膜．中耳是约2毫升的空腔，有尤氏管通到鼻腔以维持其中的大气压力，这样，鼓膜两面的压力平衡，微小的声压就可以使它振动．中耳内有三个听小骨：槌骨、砧骨和镫骨．内耳中有三个管身体平衡的

2、半规管和听觉的最后接收器官——耳蜗．声音的感知基底膜上的频率分布人耳是频率分析器听觉区域听觉的欧姆定律耳聋耳鸣听觉住留掩蔽双耳定位哈斯效应声音从外耳、中耳传到内耳成为基底膜的振动，这一机械过程已很明确．但是基底膜的振动如何通过神经系统传入大脑，还很有进一步研究的价值．现在知道内耳的功能很象一个传声器，基底膜的振动使内层毛细胞产生耳蜗电压，发出神经脉冲而产生声觉．耳蜗电压的来源似乎是压电效应，最大可达到lmV左右，声音再强则有饱和现象．研究内耳的功能，主要的方法是心理物理实验：人的主观判断加以物理参数的测量和分析，

3、并不借助于人体的解剖(有时也不可能借助于人体解剖)．这实际是用物理学方法研究人的大脑，这个方法的威力是惊人的．基底膜上的频率分布基底膜有些象振簧式频率计——一排长度逐渐减小的簧片，当有一外力时，频率最相近的几个簧片振动最大，以此可测量电源或机器系统的频率．基底膜在卵圆窗的一端最窄，在向蜗顶的方向，蜗管越来越细，但基底膜越来越宽，共振频率也越来越低，到蜗顶处，共振频率最低．分布情况如图2-2a所示，该图是一位7l岁老工人去世前的听力图．图2-2b是这个老工人在噪声下工作几十年去世后的耳蜗解剖图，可看出所示毛细胞部分

4、有1/3受到破坏，位置和听力损失所示完全符合，这可作为图2-2a标度的佐证．人耳是频率分析器人耳能把复音中的简谐分音分开．事实也正是如此，有些音乐家可以在一复音中分辨出五、六个单音．在这个意义上，人耳是一个灵敏的傅里叶分析器．一个单音(或称纯音，只有一个频率的音)在基底膜引起的共振是比较宽的(正如上述的频率计，频率相近的簧片也都振动)，但人耳分析或分辨频率可以很细(有时频率相差千分之几就可以分辨)，所以人耳除了基底膜共振以外，神经系统和大脑对频率分辨也起作用．在这一点上，耳朵比眼睛灵敏，眼睛就分不出白光中的成分来

5、．听觉的欧姆定律欧姆在1843年研究发现，人的听觉只和声音中各分音的频率和强度有关，和它们的相角无关，这个定律就称为听觉的欧姆定律．在声音的发生、传播、接收、放大、记录等过程的控制中从不考虑相角关系，就是根据这个定律．听觉区域大致说，声压级在0dB(20mPa)以上是可以听到的，到120dB以上人们听着就太响而耳朵感到不舒适了，可听频率则在20至20000Hz之间．但人耳在各频率的灵敏度是不同的，在3000～4000Hz最灵敏，在低频听阈渐高，在高频时，灵敏度也下降，不过只是在12500Hz以上才降得较快．在频率

6、上和声强上能比较安适听到的范围叫做听觉范围．对于大部分人，主管听觉的区域在大脑左半球，特别是语言信号，有证明音乐信号以及噪声信号涉及的范围就广得多．耳聋耳鸣人到18岁至30岁，听觉范围才发展完全．年纪大时，高频率的极限和灵敏度就都要下降，在强烈噪声下工作或生活时也使听力下降，这些现象称为老年性耳聋或噪声性耳聋．近些年有人喜欢强音乐，这会引起社会性耳聋．由于年老或噪声引起的耳聋则常由高频(人耳最灵敏的3000～4000Hz及以上)开始，逐渐发展到低频．这些情况在开始时自己不感觉，等到发展到2000、3000Hz，甚

7、至1000Hz时就感觉谈话困难了．有些工人说，开会听报告好像坐飞机，听到的声音不小，但听不清楚，就是由于失掉了高频率的缘故．所以听力保护十分重要．有人因为强噪声，生病或药物还可能引起耳鸣，听力也下降．由于突然使外耳或中耳受伤，因而引起耳聋，是传导性耳聋，一般是在各种频率的听力普遍下降(听阈上移)．人辨别频率或强度的能力都有极限，相差太小就不能分辨了．在听觉范围内，频率可分辨，或强度可分辨，或频率、强度都可分辨的声音共有几十万个，耳聋就反映这个数目的降低．听觉住留看电影时，每40ms映出一个画面，本是不连续的，但看

8、来电影中的动作都是连续的，这是视觉住留现象．听觉有没有住留现象？几十年来一直有人研究，而直接测量都失败了，但有些现象反映听觉有积累和衰变过程，又好象听觉有住留现象．例如，一个短促的脉冲声，如果强度不变，长度由1ms变为2ms，人听起来不是长度变了而是更响了．换句话说，人听到一个脉冲不是和它的强度I有关，而是和强度I与时间Dt的乘积有关．直到Dt相当长了(几十毫秒或一百多毫